Lutter contre les croyances, développer des arguments pour prouver que la Terre est ronde
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Lutter contre les croyances, développer p1
des arguments pour prouver que la Terre est ronde
Introduction
Aujourd’hui, rien ne sert de montrer des images de la Terre vue de l’espace pour justifier sa
sphéricité ! Sous prétexte de mobiliser leur esprit critique, les croyants ont tôt fait de prétendre au trucage
des images. Aussi, nous nous proposons de nous appuyer uniquement sur des observations réalisées au sol,
sur Terre en y associant des arguments cohérents afin de prouver que la Terre ne peut être que sphérique.
Aristote (-384 av JC -322 av JC) philosophe grec de l’Antiquité, un des penseurs les plus
influents que le monde ait connu démontrait déjà la rotondité de la Terre. Nous nous
proposons donc de prendre en compte ses arguments en les opposant à une vision «platiste».
En effet, les simulations des observations réalisées sur une Terre plate et celles obtenues sur une Terre ronde
comparées aux observations réelles permet de réfuter le modèle de la Terre plate.
Programme Cycle 2
Situer un lieu sur une carte ou un globe ou un écran informatique
Identifier des représentations Globe comme instrument de visua-
globales de la Terre et du lisation de la planète
monde. Saisons, lunaisons, à l’aide de
Savoir que la Terre fait partie modèles réduits (boules éclairées).
d’un univers très vaste composé MODALITES DE TRAVAIL
de différents types d’astres. Durée du travail : travail préliminaire de
De l’espace connu à l’espace 20 minutes + trois activités de 45 minutes.
lointain :
Travail individuel et par groupe de 4
La Terre et les astres (la Lune, le
Soleil, …). élèves.
ORGANISATION DES ACTIVITÉS
- Activité 1 : Problématisation, recueil des
Programme Cycle 3 représentations des élèves.
Situer la Terre dans le système solaire et caractériser les conditions - Activité 2 : Modélisation d’un
de la vie terrestre observateur sur une Terre plate et sur
Situer la Terre dans le système Travailler à partir de l’observation et une Terre ronde : notion d’horizon.
solaire. Décrire les mouvements de démarches scientifiques variées
- Activité 3 : Schématisation du plan
de la Terre (rotation sur (modélisation, expérimentation…).
elle-même et alternance jour- Découvrir l’évolution des connais- définissant l’horizon visible.
nuit, autour du Soleil et cycle sances sur la Terre et les objets Passer du point de vue d’un observateur
des saisons). célestes depuis l’Antiquité (notam- terrestre au point de vue géocentrique.
Les mouvements de la Terre sur ment sur la forme de la Terre et sa - Activité 4 : Arrivée au port par bateau.
elle-même et autour du Soleil. position dans l’univers) jusqu’à nos
Représentations géométriques jours (cf. exploration spatiale du
Modélisation et schématisation.
de l’espace et des astres (cercle, système solaire). Évaluation formative.
sphère).
Le ciel et la Terre Groupe départemental sciences 63 - mai 2020
Rotondité de la Terre p2
Introduction
Synthèse attendue
Séance Phase Matériel Objectifs
(institutionnalisation)
1. Lecture du texte
Dégager les arguments
connus dès l’Antiquité Les arguments d’Aristote
1. Histoire des
Texte d’Aristote qui ont permis de prouvant que la Terre est
sciences
2. Explication comprendre que la ronde.
Terre est ronde.
1. Simuler un voyage du
Nord au Sud sur la mer
Observer l’horizon
Les marins de l’Antiquité
Comprendre la notion
qui se déplacent vers le Sud
2, 3, 4 d’horizon. Modéliser
2. Modéliser pour sur la mer voient des
Comprendre le plan tangent à la
expliquer : modèle de constellations disparaître
pourquoi de sphère pour
Terre plate et modèle sous l’horizon vers le
nouvelles Piques à brochette représenter l’horizon.
de Terre ronde Nord et des constellations
étoiles Boules de Projection de la sphère
apparaître au Sud. Cela
apparaissent polystyrène sur le plan en un cercle
s’explique par le fait que la
vers le Sud Stellarium et du plan tangent par
Terre est ronde.
quand les 3. Mieux comprendre la une droite.
C’est comme cela que les
marins grecs notion d’horizon. Changer de point de
savants de l’Antiquité ont
naviguent dans vue : passer du
compris que la Terre était
cette direction. référentiel terrestre à
ronde sans la voir dans sa
un référentiel
globalité.
4. Institutionnaliser géocentrique.
modéliser
l’horizon sur une Terre
ronde
On ne voit pas les bateaux
5. Comparer
Évoquer ce qu’on quand ils sont très loin
l’arrivée d’un Simuler et comparer
raconte des bateaux Appareil photo du port, car ils sont sous
bateau à l’ho- l’arrivée au port d’un
arrivant au port et planche en bois l’horizon. Ils sont cachés
rizon sur une bateau à l’horizon sur
simuler avec différents flexible par la Terre, qui empêche
Terre plate et une Terre plate et sur
modèles pour Petit bateau la lumière diffusée par le
sur une Terre une Terre ronde.
éprouver. bateau d’arriver à l’œil de
ronde.
l’observateur.
L’observation rapportée par
6. Vérifier que
Aristote est cohérente avec
L’ombre portée Rappeler les propos Vidéo : écran de
Comparer les ombres l’idée d’une Terre ronde,
de la Terre sur d’Aristote et les projection
portées de différents sans pour autant permettre
la Lune lors éprouver en réalisant Solides divers
solides sur un écran. la réfutation de la Terre
d’une éclipse des simulations. Lampe
plate. Si cela est cohérent,
est un disque.
cela ne prouve rien.
Le ciel et la Terre Groupe départemental sciences 63 - mai 2020
Rotondité de la Terre p3
SÉANCE 1
MATÉRIEL Dans l’antiquité déjà, Aristote explique que la Terre est ronde.
Cahier d'expérience
Feuilles blanches
PHASE 1 Livre II du Ciel et de la Terre - Aristote
Lecture et traduction du texte d’Aristote LIVRE II chapitre 14.
§ 13. On peut encore démontrer la sphéricité de la Terre par les phénomènes
qui frappent nos sens. Ainsi, si l’on supposait que la Terre n’est pas sphé-
COMPÉTENCES DU SOCLE rique, les éclipses de Lune ne présenteraient par les sections qu’elles pré-
sentent, dans l’état actuel des choses ; car la Lune, dans ses transformations
(Socle : domaine 4) mensuelles, affecte toutes les divisions possibles, tantôt demi-pleine, tantôt en
Pratiquer des démarches croissant, tantôt pleine aux trois quarts ; mais dans les éclipses, la ligne qui la
scientifiques et technologiques termine est toujours courbe. Par conséquent, comme la Lune ne s’éclipse que
Proposer une ou des hypothèses
par l’interposition de la Terre, il faut bien que ce soit la circonférence de la Terre,
pour répondre à une question ou
un problème. qui, étant sphérique, soit cause de cette forme et de cette apparence.
- [ ] § 13. Ἔτι δὲ καὶ διὰ τῶν φαινομένων κατὰ τὴν αἴσθησιν· οὔτε γὰρ ἂν αἱ
τῆς σελήνης ἐκλείψεις τοιαύτας ἂν εἶχον τὰς ἀποτομάς· νῦν γὰρ ἐν μὲν τοῖς κατὰ μῆνα
σχηματισμοῖς πάσας λαμβάνει τὰς διαιρέσεις (καὶ γὰρ εὐθεῖα γίνεται καὶ ἀμφίκυρτος
καὶ κοίλη), περὶ δὲ τὰς ἐκλείψεις ἀεὶ κυρτὴν ἔχει τὴν ὁρίζουσαν γραμμήν, ὥστ´ ἐπείπερ
ἐκλείπει διὰ τὴν τῆς γῆς ἐπιπρόσθησιν, ἡ τῆς γῆς ἂν εἴη περιφέρεια τοῦ σχήματος
αἰτία σφαιροειδὴς οὖσα.
§ 14. Bien plus, d’après la manière même dont les astres se montrent à nous, il
est prouvé que non seulement la Terre est ronde, mais même qu’elle n’est pas
très grande ; car il nous suffit de faire un léger déplacement, soit au midi, soit
au Nord, pour que le cercle de l’horizon devienne évidemment tout autre. Ainsi
les astres [298b] qui sont au-dessus de notre tête subissent un changement
considérable, et ils ne nous semblent plus les mêmes, selon qu’on va au midi,
ou au Nord. Il y a certains astres qu’on voit en Égypte et à Chypre, et qu’on
ne voit plus dans les contrées septentrionales. Certains astres, au contraire,
qu’on voit constamment dans les contrées du Nord, se couchent quand on les
considère dans les contrées que je viens de nommer. Ceci prouve non
seulement que la forme de la Terre est sphérique, mais encore que sa sphère
n’est pas grande ; car autrement on ne verrait pas de tels changements pour un
déplacement si petit.
- [ ] § 14. Ἔτι δὲ διὰ τῆς τῶν ἄστρων φαντασίας οὐ μόνον φανερὸν ὅτι περιφερής,
ἀλλὰ καὶ τὸ μέγεθος οὐκ οὖσα μεγάλη· μικρᾶς γὰρ γιγνομένης μεταστάσεως ἡμῖν
πρὸς μεσημβρίαν καὶ ἄρκτον ἐπιδήλως ἕτερος γίγνεται ὁ ὁρίζων κύκλος, ὥστε τὰ
[298b] ὑπὲρ κεφαλῆς ἄστρα μεγάλην ἔχειν τὴν μεταβολήν, καὶ μὴ ταὐτὰ φαίνεσθαι
πρὸς ἄρκτον τε καὶ μεσημβρίαν μεταβαίνουσιν· ἔνιοι γὰρ ἐν Αἰγύπτῳ μὲν ἀστέρες
ὁρῶνται καὶ περὶ Κύπρον, ἐν τοῖς πρὸς ἄρκτον δὲ χωρίοις οὐχ ὁρῶνται, καὶ τὰ διὰ
παντὸς ἐν τοῖς πρὸς ἄρκτον φαινόμενα τῶν ἄστρων ἐν ἐκείνοις τοῖς τόποις ποιεῖται
δύσιν. Ὥστ´ οὐ μόνον ἐκ τούτων δῆλον περιφερὲς ὂν τὸ σχῆμα τῆς γῆς, ἀλλὰ καὶ
σφαίρας οὐ μεγάλης· οὐ γὰρ ἂν οὕτω ταχὺ ἐπίδηλον ἐποίει μεθισταμένοις οὕτω
βραχύ.
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Rotondité de la Terre p4
SÉANCE 1
MATÉRIEL Dans l’Antiquité déjà, Aristote explique que la Terre est ronde.
Cahier d'expérience
Feuilles blanches
Texte d’Aristote
§ 15. Ainsi, quand on suppose que le pays qui est aux colonnes d’Hercule
va se rejoindre au pays qui est vers l’Inde, et qu’ainsi il n’y a qu’une seule et
unique mer, on ne me parait pas faire une supposition par trop incroyable. On
cite entre autres preuves les éléphants, dont l’espèce se retrouve à ces deux
extrémités du globe ; ce qui n’est possible que si ces deux extrémités se tiennent
COMPÉTENCES DU SOCLE et se rejoignent en effet.
- [ ] § 15. Διὸ τοὺς ὑπολαμβάνοντας συνάπτειν τὸν περὶ τὰς Ἡρακλείας στήλας
τόπον τῷ περὶ τὴν Ἰνδικήν, καὶ τοῦτον τὸν τρόπον εἶναι τὴν θάλατταν μίαν, μὴ λίαν
(Socle : domaine 4) ὑπολαμβάνειν ἄπιστα δοκεῖν· λέγουσι δὲ τεκμαιρόμενοι καὶ τοῖς ἐλέφασιν, ὅτι περὶ
Pratiquer des démarches
scientifiques et technologiques ἀμφοτέρους τοὺς τόπους τοὺς ἐσχάτους ὄντας τὸ γένος αὐτῶν ἐστιν, ὡς τῶν ἐσχάτων
Proposer une ou des hypothèses διὰ τὸ συνάπτειν ἀλλήλοις τοῦτο πεπονθότων.
pour répondre à une question ou
un problème. § 16. Et les mathématiciens qui ont essayé de mesurer les dimensions de la
circonférence, la portent à quarante fois dix mille stades. C’est d’après ces
preuves péremptoires qu’on est nécessairement amené à penser que non
seulement la masse de la Terre est de forme sphérique, mais encore que
cette masse n’est pas fort grande comparativement à celle des autres astres.
- [ ] § 16. Καὶ τῶν μαθηματικῶν δὲ ὅσοι τὸ μέγεθος ἀναλογίζεσθαι πειρῶνται τῆς
περιφερείας, εἰς τετταράκοντα λέγουσιν εἶναι μυριάδας. Ἐξ ὧν τεκμαιρομένοις οὐ
μόνον σφαιροειδῆ τὸν ὄγκον ἀναγκαῖον εἶναι τῆς γῆς, ἀλλὰ καὶ μὴ μέγαν πρὸς τὸ τῶν
ἄλλων ἄστρων μέγεθος.
Ce qu’il veut dire :
§ 13. Lors d’une éclipse, la courbure circulaire du séparateur entre la
partie éclairée et la partie à l’ombre sur la Lune ne peut être expliquée
que parce que l’ombre projetée de la Terre sur la Lune est un disque.
Ce phénomène n’a rien à voir avec les phases de la Lune
observées au cours d’une lunaison.
§ 14. Quel que soit l’endroit où l’on se trouve sur Terre, quand on se déplace
vers le Sud de nouvelles étoiles apparaissent au Sud alors que d’autres
disparaissent au Nord. C’est une preuve de la sphéricité de la Terre.
§ 15. La Terre est « ronde », elle n’a pas de « bout »… Tout se rejoint.
C’est pour ça qu’il y a des éléphants en Inde comme en Afrique.
§ 16. Après des calculs de la circonférence de la Terre : 40 000 km, on se
rend compte qu’elle est moins grande que certains autres astres (Soleil,
autres planètes…)
Le ciel et la Terre Groupe départemental sciences 63 - mai 2020
Rotondité de la Terre p5
SÉANCE 2
MATÉRIEL De nouvelles étoiles apparaissent dans le ciel lorsqu’on voyage vers le Sud
Cahier d'expérience
Feuilles blanches
Texte d’Aristote PHASE 1 Réactiver les connaissances utiles
Stellarium
Avant tout rappeler les connaissances sur les conditions de vision des objets
et sur les propos d’Aristote du § 14.
Pour voir un objet, il doit être éclairé ou émettre de la lumière, afin que
cette dernière arrive dans l’œil de l'observateur. Si un objet opaque est placé
entre l’œil et l’objet, il empêche la lumière émise par l’objet d’atteindre l’œil.
Dans ce cas l’objet n’est pas visible.
Les marins naviguant vers le Sud, voient simultanément des constellations
disparaitre sous l’horizon au Nord et des constellations apparaître au-dessus de
l’horizon au Sud.
PHASE 2 Simulation d’un voyage du Nord vers le Sud
Vidéo : simulation Stellarium
Observation du ciel nocturne
En utilisant Stellarium, on simule les observations des navigateurs. lors d'un voyage sur l'océan
vers le Sud.
Commencer par repérer les constellations de la grande ourse, et de la petite
ourse pour situer l’étoile polaire. Simuler le déplacement du bateau vers le Nord
en suivant le méridien. Des étoiles passent au-dessus de l’horizon au Nord, et
passe sous l’horizon au Sud. On constate que la constellation de la petite ourse
contenant l’étoile polaire monte au-dessus de l’horizon.
Coordonnées : N 9° 00’00’’ O 26°6’00’’ Coordonnées : N 29° 00’00’’ O 26°6’00’’
Cette simulation permet de concrétiser les propos tenus par Aristote :
L’horizon est changeant pour les marins qui voyagent selon la direction
Nord-Sud. On ne voit pas les étoiles situées sous l’horizon, car la Terre est un
objet opaque qui bloque la lumière émise par les étoiles, empêchant celle-ci
d’atteindre l’œil de l’observateur. Le problème est maintenant posé :
« Pourquoi voit-on de nouvelles étoiles dans le ciel lorsqu’on voyage vers le
Sud, alors que des étoiles passent sous l’horizon vers le Nord ? »
Le ciel et la Terre Groupe départemental sciences 63 - mai 2020
Rotondité de la Terre p6
SÉANCE 3
MATÉRIEL Comment expliquer le changement des étoiles vues à l’horizon?
Cahier d'expérience
Feuilles blanches
Texte d’Aristote PHASE 1 Modéliser : écrire pour expliquer
Réactiver les observations réalisées à la séance précédente.
Séparer la classe en deux, puis en sous groupe de 4.
Demander aux élèves de réaliser une affiche afin d’expliquer l’apparition de
nouvelles étoiles lors de voyages vers le Sud des navigateur Grecs, en même
temps que disparaissent des étoiles sous l’horizon vers le Nord.
• Groupe 1 : la Terre est plate.
• Groupe 2 : la Terre est sphérique.
PHASE 2 Productions des affiches
A. Les explications proposées par les défenseurs de la Terre plate :
Fig 1 : Le champ de vision conique délimite ce qu'on Fig 2 : La direction du regard explique une vision
voit différente
B. Les explications proposées par les défenseurs de la Terre ronde :
Fig 3 : Le champ de vision est séparé par une Fig 4 : Les champs de vision coniques se
verticale superposent.
Ces représentations sont issues de l’article d’Hélène Merle didacticienne des
sciences. Histoire des sciences et sphéricité de la Terre : compte rendu d’innovation
Didaskalia - n° 20 - 2002 - pages 115 à 13.
PHASE 3 Synthèse
Quelle partie de l’espace voit un observateur situé au sol ? Sur les sché-
mas, l’observateur est modélisé par un point sur la circonférence du cercle.
Comment définir l’horizon ? (Limite entre l’espace visible et ce qui est caché par
la Terre.)
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Rotondité de la Terre p7
SÉANCE 4
MATÉRIEL Expérimenter pour comprendre la notion d’horizon
Tapis de sol
Cylindres
Cette séance vise à mieux comprendre la notion d'horizon. Elle permet de com-
Appareil photo
parer l'horizon sur une "Terre plate" et sur une "Terre ronde".
Elle répond à la question : Quelle est la limite de l’espace observable sur une
surface plate et sur une surface courbée ?
PHASE 1 Expérimenter différents horizons !
COMPÉTENCES DU SOCLE
Les élèves observent par deux ce qu’ils voient
(Socle : domaine 4)
sur une Terre plate ou une Terre ronde.
Pratiquer des démarches Allongés sur une surface plane (sol) ou sur une
scientifiques et technologiques. surface arrondie (tapis de gym posés sur un
Proposer une ou des hypothèses gros cylindre en mousse), ils confrontent ce
pour répondre à une question ou qu’ils voient dans les deux cas en regardant le
un problème.
Proposer une expérience simple plafond. Chaque élève met en mémoire ce qu’il
pour tester une hypothèse. voit en le filmant à l’aide de l’appareil photo.
Interpréter un résultat, en tirer
une conclusion.
Formaliser une partie
de sa recherche sous une forme
écrite ou orale.
(Socle : domaine 2)
S’approprier des outils et
des méthodes.
Garder une trace écrite ou
numérique des recherches,
des observations et des expériences
réalisées.
(Socle : domaine 1)
Pratiquer des langages.
Rendre compte des observations,
expériences, hypothèses,
conclusions en utilisant
un vocabulaire précis. L’extrémité des bras pointe vers les objets qui restent
visibles quand on tourne la tête.
Utiliser différents modes
de représentation formalisés
(schéma, dessin, texte).
Expliquer un phénomène
à l’oral et à l’écrit.
Les élèves sont allongés au sol pour prendre conscience de la limite de champ
de vision, ils balayent du regard le demi-espace transparent et allongent leur
bras pour matérialiser les limites du champ de vision.
Le plan tangent à la surface dans l'écartement des bras délimite le champ de
vision.
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Rotondité de la Terre p8
SÉANCE 4
MATÉRIEL Modéliser pour comprendre la notion d’horizon
Cahier d’expérience
Feuille blanche
Vidéos prises lors de la PHASE 2 Analyse des observations
phase 1
Vidéo-projecteur Projeter les vidéos afin de permettre aux élèves d'expliciter les observations
qu'ils ont réalisées.
Deux observateurs situés à deux endroits différents d'une surface courbe ne voient
pas la même partie de l'espace. Leurs horizons sont différents, alors que sur une
surface plate, les observateurs voient la même partie de l’espace ils ont le même
horizon.
COMPÉTENCES
Expérimenter PHASE 3 Modélisation de l’horizon sur une Terre ronde
Faire des expériences pour voir,
pour ressentir. Projeter les photographies prises en latéral au tableau, et demander aux
Prendre conscience de la notion élèves de schématiser leur expérience, en rendant compte de ce que peut voir
d’horizon. l’observateur sur une Terre ronde.
Repérer les objets visibles vus à
partir d’une surface plate, ou d’une
surface courbe.
Le
sur bate
Te au s
rre e d
... ép
l ace
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Rotondité de la Terre p9
SÉANCE 5
MATÉRIEL Simulation du voyage vers le Nord dans une maquette
Boule en polystyrène
de diamètre 30 cm PHASE 1
Globe
Réaliser une maquette pour expliquer
Épingles Chaque groupe dispose d’un globe, de pâte à fixe, de vignettes sur lesquelles
Miniatures de bateaux sont notées différents océans du globe et de bateaux miniatures.
Consignes : Fixer les miniatures de bateaux aux bons endroits sur le globe
avec de la pâte à fixe. Pour chaque miniature, prendre une photographie qui
permettra de situer le bateau par rapport à la périphérie de la Terre.
(Montrer un exemple)
PHASE 2 Réaliser un schéma qui explique
Consigne : Pour un des bateaux, simuler un voyage vers le Sud.
Vous réaliserez un schéma pour que les autres groupes puissent bien
comprendre comment se déplace le bateau.
Maquette permettant de représenter la Terre, les bateaux, l’horizontale
et la verticale des lieux sur Terre. Support pour raconter le voyage vers
le Sud.
PHASE 3 Synthèse
Chaque rapporteur du groupe vient présenter sa maquette.
La Terre exerce une force qui agit à distance sur tous les objets à sa proximité.
Cette force maintient les objets au sol.
Quelle que soit la position des bateaux sur une mer calme, leurs mâts sont tou-
jours verticaux. Le bas est toujours dirigé vers le sol quelle que soit la position
du sujet sur la surface de la Terre.
Le ciel et la Terre Groupe départemental sciences 63 - mai 2020
Rotondité de la Terre p 10
SÉANCE 5
MATÉRIEL Simulation du voyage vers le Nord dans une maquette
Boule en polystyrène
de diamètre 30 cm
Globe PHASE 4
Épingles
Synthèse : le voyage d’un bateau vers le Sud.
Miniatures de bateaux
La schématisation consiste à modéliser le réel pour
rendre compte de certaines de ses propriétés.
Schématiser nécessite de faire des choix de
représentation. Cette réduction de l’information
permet de se focaliser sur ce qu’on choisit de
conserver !
L’observateur se place dans le plan parallèle au plan
contenant le méridien par lequel passe le bateau.
Dans cette situation, nous souhaitons représenter
la sphère à plat sur le cahier, c’est à dire d’en faire
Photographie d’un objet 3D
la projection. (Réduction dimensionnelle : la sphère
3D est représentée comme un cercle 1D).
Nous choisissons également de ne dessiner les ba-
teaux que dans le plan de coupe, pour caractériser
leur position par rapport aux pôles.
Modélisation de la sphère par le tracé de son
contour en 1D
N
Equateur
Chaque bateau peut être associé à sa ligne d’horizon
S
Le modèle final ne retient que les éléments
essentiel pour expliquer
Le schéma obtenu est un écrit de travail, un outil qui accompagne la réflexion.
Il peut être utilisé pour discuter à nouveau sur la variation de l’horizon au cours
du voyage.
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SÉANCE 5
MATÉRIEL Simulation du voyage vers le Nord dans une maquette
Caméra wifi + PC + vidéo
Projecteur En complément
Boule de polystyrène Poser une petite caméra wifi sur un globe. Le globe est lui même installé en des-
d’un diamètre 30 cm sous d’une représentation de la voute étoilée. Déplacer la caméra du Sud vers le
Demi-sphère
Nord sur le globe, et mettre en relation les différents points de vue.
transparente
Latitude n°1 Latitude n°2 Latitude n°3
Vue géocentrique
Appareil photo à
l’extérieur
Vue terrestre
Caméra miniature
située sur le globe
Modélisation de l’horizon de la caméra
Vue de la caméra posée sur le globe
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SÉANCE 5
MATÉRIEL Modéliser pour comprendre la notion d’horizon
Cahier d'expérience
Feuille blanche
PHASE 4 Structuration et synthèse
Demander aux élèves de colorier les étoiles visibles par chaque observateur
repéré par les points. Revenir sur l'observation rapportée par Aristote et choisir
le modèle pertinent qui permet d'expliquer les observations réalisées par les
navigateurs.
L’horizon est le prolongement du plan tangent à la sphère passant par le point
position sur Terre. Nous ne voyons que les objets qui sont au-dessus de ce plan,
les objets situés en dessous ne sont pas vus.
Vidéo 3D Le fichier GeoGebra
représentation de l'horizon https://ggbm.at/qeyrBWsp
en un point sur Terre
Les marins de l'Antiquité qui se déplacent vers le Sud sur la mer
voient des constellations disparaître sous l'horizon vers le Nord et des
constellations apparaître au Sud. Cela s'explique par le fait que la Terre est ronde.
Grace à cette observation, les savants de l'Antiquité avaient déjà compris cette
rotondité sans avoir jamais vu la Terre dans sa globalité.
Le ciel et la Terre Groupe départemental sciences 63 - mai 2020Rotondité de la Terre p 13
SÉANCE 6
MATÉRIEL Comparer l’arrivée d’un bateau sur une Terre plate et sur une Terre ronde
Cahier d'expérience
Feuille blanche
Texte d’Aristote
PHASE 1 Réactiver les connaissances utiles
Rappeler les conditions de vision des objets :
Pour voir un objet, il doit être éclairé ou émettre de la lumière, afin qu'elle puisse
être diffusée dans l’œil de l'observateur. Si un objet opaque est placé entre l’œil et
l’objet, il empêche la lumière d’atteindre l’œil. Dans ce cas l’objet n’est pas visible.
PHASE 2 Comparer l’arrivée d’un bateau sur une Terre
COMPÉTENCES DU SOCLE plate et sur une Terre ronde.
Dessiner ce que voit un observateur dans ses jumelles quand un bateau arrive
(Socle : domaine 4)
au port, en considérant la Terre plate (1) et la Terre ronde (2)
Pratiquer des démarches
scientifiques et technologiques
Proposer une ou des hypothèses
pour répondre à une question ou
un problème. (1) En premier Juste après En troisième En quatrième
(Socle : domaine 2)
S’approprier des outils et des
méthodes.
Garder une trace écrite ou
numérique des recherches, des
observations et des expériences
(2) En premier Juste après En troisième En quatrième
réalisées.
(Socle : domaine 1)
Pratiquer des langages.
Rendre compte des observations,
expériences, hypothèses,
conclusions en utilisant
un vocabulaire précis.
Confronter ensuite les prévisions aux observations rapportées par les marins.
Utiliser différents modes
de représentations.
(schéma, dessin, texte)
Expliquer un phénomène à l’oral et
à l’écrit.
learning-apps learning-apps
Replacer les images du bateau Replacer les images du bateau
dans l'ordre pour une Terre ronde dans l'ordre pour une Terre
plate
Le ciel et la Terre Groupe départemental sciences 63 - mai 2020Rotondité de la Terre p 14
SÉANCE 6
MATÉRIEL De nouvelles étoiles apparaissent dans le ciel lorsqu’on voyage vers le Sud
Vidéo : Arrivée d’un
bateau sur une Terre
plate et sur une Terre PHASE 3 Modélisation
ronde.
Planche en bois souple, Réaliser une simulation de l’avancement d’un bateau sur un plan.
pouvant être courbée. Faire de même sur une surface courbée. On compare les observations
réalisées sur une Terre plate et sur une surface courbée.
Force est de constater que les observations conformes à l’observation
rapportée par les navigateurs nécessitent de courber la surface de la Terre.
Une photographie de la maquette dans un plan latéral permet de représenter
la courbure.
COMPÉTENCES DU SOCLE
(Socle : domaine 4)
Pratiquer des démarches
scientifiques et technologiques.
Proposer une ou des hypothèses
pour répondre à une question ou
un problème.
(Socle : domaine 2)
S’approprier des outils et des
https://www.youtube.com/watch?v=13heJ0SHqMc&list=WL&index=27
méthodes.
Garder une trace écrite
ou numérique des recherches, PHASE 4 Structuration et synthèse
des observations et des expériences
réalisées
(Socle : domaine 1)
Pratiquer des langages.
Rendre compte des observations,
expériences, hypothèses,
conclusions en utilisant
un vocabulaire précis.
Utiliser différents modes de
représentations.
(schéma, dessin, texte) On ne voit pas les bateaux quand ils sont très loin du port, car ils sont
sous l'horizon. Ils sont cachés par la Terre, qui empêche la lumière
Expliquer un phénomène à l’oral
et à l’écrit
diffusée par le bateau d’arriver à l’œil de l’observateur.
Le ciel et la Terre Groupe départemental sciences 63 - mai 2020Rotondité de la Terre p 15
SÉANCE 7
MATÉRIEL L’ombre portée de la Terre sur la Lune lors d’une éclipse est un disque
Vidéo : écran de
projection
Solides divers PHASE 1 Réactiver les connaissances utiles
Lampe L’observation des éclipses de Lune est rapportée
par Aristote pour prouver que la Terre est ronde,
ainsi dans le Traité du ciel (Livre II, 14) on peut lire :
«Lors des éclipses, la Lune a toujours pour limite une ligne
courbe : par conséquent, comme l’éclipse est due à l’inter-
position de la Terre, c’est la forme de la surface de la Terre
qui est cause de la forme de cette ligne».
On remarquera que cette preuve n’est pas
suffisante pour prouver la sphéricité de la Terre,
un cylindre et un disque ont également des
ombres circulaires. Le dessin ci-dessous, qui
illustre la démonstration d’Aristote, est extrait de la
(Socle : domaine 1) Cosmographie de Petrus Apianus (1581).
Pratiquer des langages.
Rendre compte des observations, Extrait site de l’observatoire de Paris.
expériences, hypothèses,
conclusions en utilisant
un vocabulaire précis.
Utiliser différents modes
de représentations.
(schémas, dessins, textes).
Expliquer un phénomène à l’oral et
à l’écrit.
Alignement entre le Soleil, la Terre et la Lune lors d’une éclipse de Lune
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lunar_eclipse-fr.svg
L’observation de l’ombre portée
de la Terre sur la Lune :
2 photographies d’une même
éclipse à 20 min d’intervalle.
PHASE 2 Simuler une éclipse lunaire
Utiliser différents solides pour réaliser des ombres sur un écran.
Trier les solides qui permettent d’obtenir des ombres qui ont une forme de
disque.
L’observation rapportée par Aristote est cohérente avec l’idée d’une Terre ronde, sans
pour autant permettre la réfutation de la Terre plate.
Vidéo de l’expérience réalisée avec un cône
Le ciel et la Terre Groupe départemental sciences 63 - mai 2020Vous pouvez aussi lire
